Владимир Молодцов - Пилотируемые космические полеты

Двигатели для ракеты Р7 создавались в Химкинском ОКБ456 под руководством В. П. Глушко. Проработки по двигателю тягой 100-120 тонн велись еще в конце 40-х годов в ходе работ по проекту Р3. Возможности совершенствования двигателя ракеты А4 были исчерпаны, требовалось создать совершенно новый двигатель. В процессе исследований по теме Н2 была выбрана топливная пара жидкий кислород и керосин Т1, тем самым, уйдя от спирта как топлива. Были проведены многочисленные эксперименты по выбору оптимальной схемы двигателя. Как известно, в ходе проектирования изменилась стартовая масса ракеты со 170 до 270 тонн. И если на первом варианте ракеты предполагалось установить однокамерные двигатели РД105 и Р106 с тягой на уровне моря порядка 55-65 тонн, то теперь требовалась тяга порядка 80 тонн. Чтобы избежать проблем, связанных с неустойчивостью горения в камерах сгорания большой размерности, его сделали четырехкамерным. В результате при суммарной тяге в 80 тонн каждая камера развивала тягу в 20 тонн, что было уже пройденным этапом для двигателистов (двигатель «Фау2» имел тягу 27 тонн), хотя при этом довели давление в камере сгорания до 60 атмосфер (16,2 атмосферы у «Фау2»). Все 5 маршевых двигателей были унифицированными.

Наличие 30 одновременно работающих камер заставило по-новому взглянуть на проблему управления ракетой. Использовать газовые рули при таком количестве камер было бы неразумным, да и удельный импульс двигателя при наличии газовых рулей снижался на 17%, поэтому решили установить рулевые двигатели с узлами качания (маршевые двигатели стояли неподвижно). Поскольку В. П. Глушко отказался делать такие двигатели, в ОКБ1 решили сделать их своими силами, поручив это отделу М. В. Мельникова. В конечном итоге, на каждом боковом блоке было установлено по два рулевых двигателя, а на центральном – 4 двигателя тягой по 2,5 тонны каждый.

Работы шли быстрыми темпами, и к июлю 1954 года эскизный проект по Р7 был закончен. 20 ноября 1954 года эскизный проект межконтинентальной баллистической ракеты Р7 был одобрен Советом Министров СССР.

Межконтинентальная баллистическая ракета Р7 (8К71)является двухступенчатой ракетой с параллельным расположением ступеней. Стартовая масса ракеты 278 тонн, высота на старте 34 метра, максимальный диаметр по стабилизаторам 10,3 метра. Масса головной части 5,5 тонн. Масса незаправленной ракеты 27 тонн. Четыре боковых ракетных блока составляют первую ступень ракеты. Длина каждой “боковушки” 19,8 метров, диаметр 2,7 метра, масса 43,1 тонны. На каждой “боковушке” установлен один четырехкамерный маршевый двигатель РД107(8Д74) с двумя рулевыми двигателями. Тяга РД107 у земли составляет 82 тонны, в пустоте – 100 тонн. Удельный импульс, соответственно, – 252 и 308 секунд. Масса центрального блока (вторая ступень) составляет 95,3 тонны, длина – 28 метров, максимальный диаметр – 3 метра. Маршевый двигатель второй ступени РД108(8Д75) унифицирован с РД107 и развивает тягу у Земли 75 тонн, а в пустоте 94 тонны. Удельный импульс, соответственно, – 243 и 309 секунд. Система управления инерциальная с радиокоррекцией траектории по типу той, что применялась на Р2 и Р5. Это, в свою очередь, требовало наличия пунктов радиоуправления по трассе полета.

По результатам рассмотрения эскизного проекта 20 марта 1955 года было принято Постановление Совета Министров СССР о мероприятиях по обеспечению испытаний ракеты Р7 и других мерах, создающих благоприятные условия для ее разработки. И до Постановления работы шли полным ходом, а с этого момента они пошли по нарастающей. Уже в самом начале 1955 года на заводском стенде в Химках состоялись первые огневые испытания двигателя в четырехкамерной сборке. 11 марта 1955 года С. П. Королев утвердил теоретический чертеж ракеты Р7, а 25 июня того же года были подписаны материалы уточненного эскизного проекта.

Одним из наиболее серьезных вопросов, возникших при разработке Р7, стало создание нового полигона. Дело в том, что ракеты, запускаемые с Государственного центрального полигона Капустин Яр, падали в пустынных районах Средней Азии. Однако, по мере увеличения дальности полета, зоны падения все отдалялись и отдалялись, пока не уперлись в государственную границу. А точнее, в озеро Балхаш, на берегу которого размещались средства слежения противовоздушной и противоракетной обороны (полигон Сары-Шаган). Для испытаний межконтинентальных баллистических ракет требовался иной маршрут. И если с зоной падения головной части все было ясно (ведь дальше Камчатки только Тихий океан), то с местом запуска возникли затруднения. Прежний полигон в Капъяре отпадал из-за того, что трасса полета ракеты проходила над густонаселенными районами СССР. То же относилось и к местам падения отработанных блоков первой ступени. Поэтому в начале 50-х годов была создана комиссия по выбору места для нового полигона. В ходе тщательного изучения были рассмотрены три варианта. Первый – в Марийской АССР – на месте огромных вырубок леса, образовавшихся в годы Великой Отечественной войны, не подошел по ряду параметров.